JPH08105428A - Ｆｒｐ筒体 - Google Patents
Ｆｒｐ筒体Info
- Publication number
- JPH08105428A JPH08105428A JP6266358A JP26635894A JPH08105428A JP H08105428 A JPH08105428 A JP H08105428A JP 6266358 A JP6266358 A JP 6266358A JP 26635894 A JP26635894 A JP 26635894A JP H08105428 A JPH08105428 A JP H08105428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main body
- frp
- cylinder
- body cylinder
- joint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 他部材の圧入に起因するＦＲＰ製本体筒端部
の強度低下や層間剥離等を防止し、プロペラシャフト等
に用いて最適なＦＲＰ筒体を提供する。 【構成】 ＦＲＰ製本体筒１の端部３に他部材２を圧入
接合したＦＲＰ筒体において、本体筒１の端部３の内周
縁に面取り加工又はＲ加工を施したＦＲＰ筒体。
の強度低下や層間剥離等を防止し、プロペラシャフト等
に用いて最適なＦＲＰ筒体を提供する。 【構成】 ＦＲＰ製本体筒１の端部３に他部材２を圧入
接合したＦＲＰ筒体において、本体筒１の端部３の内周
縁に面取り加工又はＲ加工を施したＦＲＰ筒体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＲＰ（繊維強化プラ
スチック）製本体筒に他部材を圧入したＦＲＰ筒体に関
し、とくに、自動車のプロペラシャフト（駆動推進軸）
やロール状物等に用いて最適なＦＲＰ筒体に関する。
スチック）製本体筒に他部材を圧入したＦＲＰ筒体に関
し、とくに、自動車のプロペラシャフト（駆動推進軸）
やロール状物等に用いて最適なＦＲＰ筒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、各種産業分野でＦＲＰ製の筒状体
が使われてきつつある。たとえば近年、省エネルギーの
観点から燃費の向上を目的とした自動車の軽量化が強く
望まれている。それを達成する一つの手段としてプロペ
ラシャフトのＦＲＰ化が検討され、一部で既に採用され
るに至っている。このようなＦＲＰ製プロペラシャフト
は、たとえば図１０に示すように構成されている。図１
０において、４１はＦＲＰ製本体筒を示しており、本体
筒４１の端部４２には、金属製継手４３が圧入接合され
ている。継手４３の接合面４４の外径は、ＦＲＰ製本体
筒４１の内周面４５の内径よりもやや大きく設定されて
おり、両者間にいわゆる圧入代が設けられている。金属
製継手４３が本体筒４１に圧入された状態では、継手４
３側には径方向の圧縮力に基づく圧縮応力が、本体筒４
１側には拡径力に基づく周方向の引張応力がそれぞれ作
用し、これら圧縮応力と引張応力とで、本体筒４１と継
手４３とが強固に接合されるようになっている。
が使われてきつつある。たとえば近年、省エネルギーの
観点から燃費の向上を目的とした自動車の軽量化が強く
望まれている。それを達成する一つの手段としてプロペ
ラシャフトのＦＲＰ化が検討され、一部で既に採用され
るに至っている。このようなＦＲＰ製プロペラシャフト
は、たとえば図１０に示すように構成されている。図１
０において、４１はＦＲＰ製本体筒を示しており、本体
筒４１の端部４２には、金属製継手４３が圧入接合され
ている。継手４３の接合面４４の外径は、ＦＲＰ製本体
筒４１の内周面４５の内径よりもやや大きく設定されて
おり、両者間にいわゆる圧入代が設けられている。金属
製継手４３が本体筒４１に圧入された状態では、継手４
３側には径方向の圧縮力に基づく圧縮応力が、本体筒４
１側には拡径力に基づく周方向の引張応力がそれぞれ作
用し、これら圧縮応力と引張応力とで、本体筒４１と継
手４３とが強固に接合されるようになっている。
【０００３】ところで、自動車のプロペラシャフトは、
エンジンから発生する大きなトルクを伝達する必要があ
ることから、大きな捩り強度を必要とし、とくに継手４
３との接合部においては、本体筒４１の高い接合部強
度、捩り強度を必要とする。また、高速で回転され、あ
らゆる方向の振動が加わることから、高い曲げ強度や曲
げ弾性率等も必要とする。
エンジンから発生する大きなトルクを伝達する必要があ
ることから、大きな捩り強度を必要とし、とくに継手４
３との接合部においては、本体筒４１の高い接合部強
度、捩り強度を必要とする。また、高速で回転され、あ
らゆる方向の振動が加わることから、高い曲げ強度や曲
げ弾性率等も必要とする。
【０００４】上記のような要求特性、とくに継手４３と
の接合部における本体筒４１の要求特性に関し、継手４
３との接合強度については、圧入接合構造により十分に
高い強度に確保可能であるものの、圧入接合された状態
における本体筒４１自身の強度については、未だ改良の
余地があった。
の接合部における本体筒４１の要求特性に関し、継手４
３との接合強度については、圧入接合構造により十分に
高い強度に確保可能であるものの、圧入接合された状態
における本体筒４１自身の強度については、未だ改良の
余地があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記のよう
な圧入状態では、ＦＲＰ製本体筒４１の端部４２には、
常時周方向の引張応力が作用しているが、とくに内周縁
４６は形状的に角張っているので、この内周縁４６に応
力が集中しやすい。応力が集中すると、その部分が局部
的に弱くなるおそれがある。とくに応力集中部位にＦＲ
Ｐ層の層間が存在すると、層間剥離の起点となりやす
く、強度的に問題を生じるおそれがある。
な圧入状態では、ＦＲＰ製本体筒４１の端部４２には、
常時周方向の引張応力が作用しているが、とくに内周縁
４６は形状的に角張っているので、この内周縁４６に応
力が集中しやすい。応力が集中すると、その部分が局部
的に弱くなるおそれがある。とくに応力集中部位にＦＲ
Ｐ層の層間が存在すると、層間剥離の起点となりやす
く、強度的に問題を生じるおそれがある。
【０００６】本発明は、上記のような問題点に着目し、
とくに、ＦＲＰ製本体筒の他部材との圧入接合部の強度
を向上することを目的とする。
とくに、ＦＲＰ製本体筒の他部材との圧入接合部の強度
を向上することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
ＦＲＰ筒体は、ＦＲＰ製本体筒の端部内側に他部材を圧
入接合したＦＲＰ筒体において、前記本体筒の端部内周
縁に面取り又はＲ加工を施したことを特徴とするものか
らなる。
ＦＲＰ筒体は、ＦＲＰ製本体筒の端部内側に他部材を圧
入接合したＦＲＰ筒体において、前記本体筒の端部内周
縁に面取り又はＲ加工を施したことを特徴とするものか
らなる。
【０００８】また、本発明に係るＦＲＰ筒体は、ＦＲＰ
製本体筒の端部内側に他部材を圧入接合したＦＲＰ筒体
において、前記本体筒の端部内周縁に対向する前記他部
材の外周面に環状の凹部を形成したことを特徴とするも
のからなる。
製本体筒の端部内側に他部材を圧入接合したＦＲＰ筒体
において、前記本体筒の端部内周縁に対向する前記他部
材の外周面に環状の凹部を形成したことを特徴とするも
のからなる。
【０００９】このようなＦＲＰ筒体においては、上記本
体筒は、 ａ．前記本体筒の全長にわたって設けた、本体筒の軸方
向に対して強化繊維が±５〜±３０°の角度で配列され
たヘリカル巻層と、 ｂ．前記ヘリカル巻層の内側で、かつ、本体筒の端部に
設けた、強化繊維のフープ巻層と、を有していることが
好ましい。
体筒は、 ａ．前記本体筒の全長にわたって設けた、本体筒の軸方
向に対して強化繊維が±５〜±３０°の角度で配列され
たヘリカル巻層と、 ｂ．前記ヘリカル巻層の内側で、かつ、本体筒の端部に
設けた、強化繊維のフープ巻層と、を有していることが
好ましい。
【００１０】上記のようなＦＲＰ筒体においては、ＦＲ
Ｐ製本体筒にたとえば金属製の他部材が圧入接合された
状態では該他部材からＦＲＰ製本体筒の端部に対して拡
径方向への応力が常時作用しており、前述の如く、形状
的に本体筒内周縁に応力が集中しやすい。この本体筒内
周縁に面取りまたはＲ加工を施すことによって、あるい
は、該内周縁に対向する他部材側に、該内周縁と実質的
に非接触の状態で環状に延びる凹部を設けることによっ
て、本体筒内周縁部位では本体筒と他部材とが径方向に
おいて非接触状態となり、局部的にみれば圧入に伴う荷
重が直ちに伝達されなくなって、内周縁における応力集
中が大幅に緩和される。したがって、応力集中に起因す
るＦＲＰ製本体筒の強度低下が抑制され、かつ応力集中
に起因して生じるおそれのある層間剥離等も確実に防止
される。
Ｐ製本体筒にたとえば金属製の他部材が圧入接合された
状態では該他部材からＦＲＰ製本体筒の端部に対して拡
径方向への応力が常時作用しており、前述の如く、形状
的に本体筒内周縁に応力が集中しやすい。この本体筒内
周縁に面取りまたはＲ加工を施すことによって、あるい
は、該内周縁に対向する他部材側に、該内周縁と実質的
に非接触の状態で環状に延びる凹部を設けることによっ
て、本体筒内周縁部位では本体筒と他部材とが径方向に
おいて非接触状態となり、局部的にみれば圧入に伴う荷
重が直ちに伝達されなくなって、内周縁における応力集
中が大幅に緩和される。したがって、応力集中に起因す
るＦＲＰ製本体筒の強度低下が抑制され、かつ応力集中
に起因して生じるおそれのある層間剥離等も確実に防止
される。
【００１１】このようなＦＲＰ筒体はプロペラシャフト
に代表されるものであり、プロペラシャフトの端部接合
部の強度を向上することにより、プロペラシャフトのこ
の部位に要求される基本的性能を満足させつつ、この部
位、ひいてはＦＲＰ製プロペラシャフト全体としての強
度向上をはかることができる。
に代表されるものであり、プロペラシャフトの端部接合
部の強度を向上することにより、プロペラシャフトのこ
の部位に要求される基本的性能を満足させつつ、この部
位、ひいてはＦＲＰ製プロペラシャフト全体としての強
度向上をはかることができる。
【００１２】そして、プロペラシャフトに前記のような
ヘリカル巻層とフープ巻層とを有する構成を採用するこ
とにより、プロペラシャフトに所望の圧縮破壊を円滑に
生じさせたい場合、たとえば衝突時等にクラッシャブル
な構造のボディの破壊に伴ってプロペラシャフトも円滑
に圧縮破壊させたい場合、継手からフープ巻層に圧縮荷
重を伝達させ、フープ巻層とヘリカル巻層との間の特定
の層間に剥離を生じさせ、フープ巻層がそれ自身は実質
的に破壊せずに筒軸方向に継手とともに移動しながらヘ
リカル巻層を破壊していくようにすることにより、本体
筒に所望の円滑な圧縮破壊を生じさせることが可能とな
る。
ヘリカル巻層とフープ巻層とを有する構成を採用するこ
とにより、プロペラシャフトに所望の圧縮破壊を円滑に
生じさせたい場合、たとえば衝突時等にクラッシャブル
な構造のボディの破壊に伴ってプロペラシャフトも円滑
に圧縮破壊させたい場合、継手からフープ巻層に圧縮荷
重を伝達させ、フープ巻層とヘリカル巻層との間の特定
の層間に剥離を生じさせ、フープ巻層がそれ自身は実質
的に破壊せずに筒軸方向に継手とともに移動しながらヘ
リカル巻層を破壊していくようにすることにより、本体
筒に所望の円滑な圧縮破壊を生じさせることが可能とな
る。
【００１３】このフープ巻層の外端面内周縁に、たとえ
ば前記面取り又はＲ加工が施されることにより、継手圧
入状態における応力集中が緩和され、接合部の強度が確
保される。また、フープ巻層が継手とともに本体筒内を
筒軸方向に移動していき、ヘリカル巻層を破壊していく
際にも、フープ巻層への応力集中を緩和できるので、上
記圧縮破壊進行中におけるフープ巻層の不都合な破壊が
回避される。
ば前記面取り又はＲ加工が施されることにより、継手圧
入状態における応力集中が緩和され、接合部の強度が確
保される。また、フープ巻層が継手とともに本体筒内を
筒軸方向に移動していき、ヘリカル巻層を破壊していく
際にも、フープ巻層への応力集中を緩和できるので、上
記圧縮破壊進行中におけるフープ巻層の不都合な破壊が
回避される。
【００１４】さらに、前記面取り又はＲ加工の本体筒外
端面における開始位置を、本体筒を構成する複数のＦＲ
Ｐ層のうちのいずれかの層の層中に位置させることによ
り、面取り又はＲ加工の開始部が層間剥離の起点となる
ことを防止できる。したがって、面取り又はＲ加工部位
に、何ら不都合を生じさせることなく、前述の如き応力
集中緩和機能をもたせることができる。
端面における開始位置を、本体筒を構成する複数のＦＲ
Ｐ層のうちのいずれかの層の層中に位置させることによ
り、面取り又はＲ加工の開始部が層間剥離の起点となる
ことを防止できる。したがって、面取り又はＲ加工部位
に、何ら不都合を生じさせることなく、前述の如き応力
集中緩和機能をもたせることができる。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明のＦＲＰ筒体の望ましい実施
例を図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は、
本発明のＦＲＰ筒体をプロペラシャフトに適用した場合
を示している。図１および図２は本発明の第１実施例に
係るＦＲＰ製プロペラシャフトを示している。図におい
て、１はＦＲＰ製本体筒としてのプロペラシャフト用シ
ャフトを示しており、本体筒１は、炭素繊維、ガラス繊
維、ポリアラミド繊維等の高強度、高弾性率補強繊維で
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹
脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性
樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
エーテルイミド樹脂等の熱可塑性樹脂を強化したものか
らなる。
例を図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は、
本発明のＦＲＰ筒体をプロペラシャフトに適用した場合
を示している。図１および図２は本発明の第１実施例に
係るＦＲＰ製プロペラシャフトを示している。図におい
て、１はＦＲＰ製本体筒としてのプロペラシャフト用シ
ャフトを示しており、本体筒１は、炭素繊維、ガラス繊
維、ポリアラミド繊維等の高強度、高弾性率補強繊維で
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹
脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性
樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
エーテルイミド樹脂等の熱可塑性樹脂を強化したものか
らなる。
【００１６】ＦＲＰ製本体筒１の両端部には、他部材と
しての金属製継手２が圧入接合されている。なお、図１
はＦＲＰ製本体筒１の一方の金属製継手２との接合部を
示しており、図示は省略したが、反対側の接合部も同様
に構成されている。
しての金属製継手２が圧入接合されている。なお、図１
はＦＲＰ製本体筒１の一方の金属製継手２との接合部を
示しており、図示は省略したが、反対側の接合部も同様
に構成されている。
【００１７】ＦＲＰ製本体筒１の端部３の外端面４の内
周縁には面取り加工が施されており、該内周縁に面取り
加工面５が形成されている。金属製継手２は、その接合
部８が本体筒１の端部３内に圧入接合されており、継手
２の接合面８ａと本体筒１の内周面７とが、所定の圧入
代をもって互いに接合されている。この継手２には、立
面６が形成されており、立面６は本体筒１の外端面４に
当接されている。
周縁には面取り加工が施されており、該内周縁に面取り
加工面５が形成されている。金属製継手２は、その接合
部８が本体筒１の端部３内に圧入接合されており、継手
２の接合面８ａと本体筒１の内周面７とが、所定の圧入
代をもって互いに接合されている。この継手２には、立
面６が形成されており、立面６は本体筒１の外端面４に
当接されている。
【００１８】継手２の接合面８ａの外径は本体筒１の内
径よりもやや大きく形成され、適当な圧入代が設定され
ている。この継手２の接合面８ａには、全周にわたっ
て、本体筒１の軸方向に延びる複数のセレーション９が
刻設されている。
径よりもやや大きく形成され、適当な圧入代が設定され
ている。この継手２の接合面８ａには、全周にわたっ
て、本体筒１の軸方向に延びる複数のセレーション９が
刻設されている。
【００１９】上記プロペラシャフトにおいては、本体筒
１に圧入された継手２の接合面８ａには、本体筒１の内
周面７側からの縮径力により圧縮応力が、本体筒１の内
周面７には、継手２の接合面８ａ側からの拡径力により
引張応力がそれぞれ生じ、この圧縮応力と引張応力とに
よって両者は強固に接合される。この状態では、ＦＲＰ
製本体筒１の端部３には、金属製継手２の圧入に起因す
る、圧入条件等に応じた応力が常時発生している状態に
あり、とくに外端面４の内周縁にはその応力が集中しや
すい。
１に圧入された継手２の接合面８ａには、本体筒１の内
周面７側からの縮径力により圧縮応力が、本体筒１の内
周面７には、継手２の接合面８ａ側からの拡径力により
引張応力がそれぞれ生じ、この圧縮応力と引張応力とに
よって両者は強固に接合される。この状態では、ＦＲＰ
製本体筒１の端部３には、金属製継手２の圧入に起因す
る、圧入条件等に応じた応力が常時発生している状態に
あり、とくに外端面４の内周縁にはその応力が集中しや
すい。
【００２０】しかし、外端面４の内周縁には面取り加工
が施されているので、内周縁の面取り加工面５は継手２
の接合面８ａとは非接触な状態に保持されるから、この
部分に局部的な応力集中が発生することが防止される。
このため過大な応力集中に起因するＦＲＰ製本体筒１の
端部接合部の強度低下や、層間剥離等が確実に防止され
る。したがって、面取り加工面５を設けない場合に比
べ、この部分自身の強度や継手２との接合強度が向上さ
れる。
が施されているので、内周縁の面取り加工面５は継手２
の接合面８ａとは非接触な状態に保持されるから、この
部分に局部的な応力集中が発生することが防止される。
このため過大な応力集中に起因するＦＲＰ製本体筒１の
端部接合部の強度低下や、層間剥離等が確実に防止され
る。したがって、面取り加工面５を設けない場合に比
べ、この部分自身の強度や継手２との接合強度が向上さ
れる。
【００２１】図３は、本発明の第２実施例に係るプロペ
ラシャフトを示している。図３において、上記第１実施
例と同一の部材には同一符号を付しその説明を省略す
る。本実施例においては、本体筒１の端部３の外端面４
の内周縁には、第１実施例の面取り加工に代え、Ｒ加工
が施されている。このようなＲ加工部１１を設ける構成
においても、上記第１実施例で説明したのと実質的に同
一の作用、効果を得ることができる。
ラシャフトを示している。図３において、上記第１実施
例と同一の部材には同一符号を付しその説明を省略す
る。本実施例においては、本体筒１の端部３の外端面４
の内周縁には、第１実施例の面取り加工に代え、Ｒ加工
が施されている。このようなＲ加工部１１を設ける構成
においても、上記第１実施例で説明したのと実質的に同
一の作用、効果を得ることができる。
【００２２】なお、上記第１、第２実施例においては、
本体筒端部内周縁に形成された面取り加工面５あるいは
Ｒ加工部１１は、継手２を本体筒１内に挿入、圧入する
際に一種の案内機構としての作用も発揮するので、圧入
の作業性も向上することができる。
本体筒端部内周縁に形成された面取り加工面５あるいは
Ｒ加工部１１は、継手２を本体筒１内に挿入、圧入する
際に一種の案内機構としての作用も発揮するので、圧入
の作業性も向上することができる。
【００２３】図４は、本発明の第３実施例に係るプロペ
ラシャフトを示している。本実施例においては、ＦＲＰ
製本体筒１の端部の端面４の内周縁部位に対向する、金
属製継手１３の接合部１４の接合面１４ａに、本体筒１
の内周面７と非接触の環状に延びる凹部１２が形成され
ている。
ラシャフトを示している。本実施例においては、ＦＲＰ
製本体筒１の端部の端面４の内周縁部位に対向する、金
属製継手１３の接合部１４の接合面１４ａに、本体筒１
の内周面７と非接触の環状に延びる凹部１２が形成され
ている。
【００２４】このように継手１３側に、環状凹部１２を
設ける構成としても、本体筒１の端縁部位において、本
体筒１の内周面７を継手１３の圧入接合面１４ａに対し
て非接触の状態に保てるので、本体筒１のこの部位への
応力集中を大幅に緩和することができる。したがって応
力集中に起因するＦＲＰ製本体筒１の端部の強度低下
や、層間剥離等が確実に防止される。
設ける構成としても、本体筒１の端縁部位において、本
体筒１の内周面７を継手１３の圧入接合面１４ａに対し
て非接触の状態に保てるので、本体筒１のこの部位への
応力集中を大幅に緩和することができる。したがって応
力集中に起因するＦＲＰ製本体筒１の端部の強度低下
や、層間剥離等が確実に防止される。
【００２５】図５は、本発明の第４実施例に係るプロペ
ラシャフトを示している。本実施例においては、ＦＲＰ
製本体筒２１は、その全長にわたって設けられ、軸方向
に対して強化繊維が±５〜±３０°の角度に配列された
ヘリカル巻層２１ａと、該ヘリカル巻層２１ａの内側
で、かつ、本体筒２１の両端部２３に設けたフープ巻層
２１ｂ（本実施例においては、軸方向に対して強化繊維
が±８０〜９０°の角度で配列されている。）とを、有
している。
ラシャフトを示している。本実施例においては、ＦＲＰ
製本体筒２１は、その全長にわたって設けられ、軸方向
に対して強化繊維が±５〜±３０°の角度に配列された
ヘリカル巻層２１ａと、該ヘリカル巻層２１ａの内側
で、かつ、本体筒２１の両端部２３に設けたフープ巻層
２１ｂ（本実施例においては、軸方向に対して強化繊維
が±８０〜９０°の角度で配列されている。）とを、有
している。
【００２６】本体筒２１の筒軸方向外端面２１ｃの内周
縁、つまり、フープ巻層２１ｂの外端面の内周縁部位
に、面取り加工面２４が形成されている。また、本体筒
２１の端部２３に圧入される金属製継手２２には、その
外径がヘリカル巻層２１ａの内径よりも小さく、かつ、
フープ巻層２１ｂの外端面２１ｃと当接する立面２６が
形成されている。
縁、つまり、フープ巻層２１ｂの外端面の内周縁部位
に、面取り加工面２４が形成されている。また、本体筒
２１の端部２３に圧入される金属製継手２２には、その
外径がヘリカル巻層２１ａの内径よりも小さく、かつ、
フープ巻層２１ｂの外端面２１ｃと当接する立面２６が
形成されている。
【００２７】本実施例においては、金属製継手２２をＦ
ＲＰ製本体筒２１に圧入すると、継手２２の接合部２７
の接合面２７ａには圧縮応力が、本体筒２１の継手２２
との接合部を構成しているフープ巻層２１ｂには周方向
の引張応力がそれぞれ作用し、これら圧縮応力と引張応
力とで両部材が接合されることになる。
ＲＰ製本体筒２１に圧入すると、継手２２の接合部２７
の接合面２７ａには圧縮応力が、本体筒２１の継手２２
との接合部を構成しているフープ巻層２１ｂには周方向
の引張応力がそれぞれ作用し、これら圧縮応力と引張応
力とで両部材が接合されることになる。
【００２８】そして本実施例では、本体筒２１の各端部
２３には、内側にフープ巻層２１ｂが存在し、外側にヘ
リカル巻層２１ａが存在するので、圧入接合によって本
体筒２１に生ずる周方向の引張応力は、主としてフープ
巻層２１ｂが受け持つことになる。また、本体筒２１の
周方向の歪は、内側で最も大きく、外側ほど小さくなる
が、強化繊維がフープ巻されているために引張破断伸度
が大きいフープ巻層２１ｂをそれよりも破断伸度が小さ
いヘリカル巻層２１ａの内側に位置させているから、効
果的な接合状態が現出されることになる。
２３には、内側にフープ巻層２１ｂが存在し、外側にヘ
リカル巻層２１ａが存在するので、圧入接合によって本
体筒２１に生ずる周方向の引張応力は、主としてフープ
巻層２１ｂが受け持つことになる。また、本体筒２１の
周方向の歪は、内側で最も大きく、外側ほど小さくなる
が、強化繊維がフープ巻されているために引張破断伸度
が大きいフープ巻層２１ｂをそれよりも破断伸度が小さ
いヘリカル巻層２１ａの内側に位置させているから、効
果的な接合状態が現出されることになる。
【００２９】このように望ましい接合状態が得られる構
成において、フープ巻層２１ｂの外端面内周縁部位に面
取り加工が施され、面取り加工面２４が形成されている
ので、本体筒２１のこの部位への応力集中が大幅に緩和
され、応力集中に起因する本体筒２１の強度低下や、層
２１ａ、２１ｂ間等における層間剥離等が適切に防止さ
れる。
成において、フープ巻層２１ｂの外端面内周縁部位に面
取り加工が施され、面取り加工面２４が形成されている
ので、本体筒２１のこの部位への応力集中が大幅に緩和
され、応力集中に起因する本体筒２１の強度低下や、層
２１ａ、２１ｂ間等における層間剥離等が適切に防止さ
れる。
【００３０】但し、本実施例で本体筒２１の両端部内側
にフープ巻層２１ｂを設けているのは、上記のような望
ましい継手２２との接合状態を得る目的の他、過度の圧
縮荷重が加わった際に、ＦＲＰ製本体筒２１が適切かつ
円滑に圧縮破壊できるようにすることも目的としてい
る。
にフープ巻層２１ｂを設けているのは、上記のような望
ましい継手２２との接合状態を得る目的の他、過度の圧
縮荷重が加わった際に、ＦＲＰ製本体筒２１が適切かつ
円滑に圧縮破壊できるようにすることも目的としてい
る。
【００３１】すなわち、上述したプロペラシャフトにそ
の筒軸方向の圧縮荷重が加わると、継手２２が本体筒２
１に押し込まれ、内側に位置するフープ巻層２１ｂは引
張破断伸度が高いので破壊しないが、その外側にあるヘ
リカル巻層２１ａはフープ巻層２１ｂよりも引張破断伸
度が低いので、ヘリカル巻層２１ａがまず破壊する。こ
の破壊によってフープ巻層２１ｂとヘリカル巻層２１ａ
間の層間剥離が起こり、フープ巻層２１ｂとヘリカル巻
層２１ａとが離れる。この状態になると破壊が一気に進
むが、継手２２と接合されているフープ巻層２１ｂは破
壊することなくその継手２２とともにヘリカル巻層２１
ａを破壊しながら本体筒２１中を移動する。このように
して筒軸方向のエネルギーをヘリカル巻層２１ａの破壊
によって円滑に吸収することができる。
の筒軸方向の圧縮荷重が加わると、継手２２が本体筒２
１に押し込まれ、内側に位置するフープ巻層２１ｂは引
張破断伸度が高いので破壊しないが、その外側にあるヘ
リカル巻層２１ａはフープ巻層２１ｂよりも引張破断伸
度が低いので、ヘリカル巻層２１ａがまず破壊する。こ
の破壊によってフープ巻層２１ｂとヘリカル巻層２１ａ
間の層間剥離が起こり、フープ巻層２１ｂとヘリカル巻
層２１ａとが離れる。この状態になると破壊が一気に進
むが、継手２２と接合されているフープ巻層２１ｂは破
壊することなくその継手２２とともにヘリカル巻層２１
ａを破壊しながら本体筒２１中を移動する。このように
して筒軸方向のエネルギーをヘリカル巻層２１ａの破壊
によって円滑に吸収することができる。
【００３２】図６は、本発明の第５実施例に係るプロペ
ラシャフトを示している。本実施例においては、上記第
４実施例における面取り加工に代えて、フープ巻層２１
ｂの外端面内周縁部位に、Ｒ加工が施され、Ｒ加工部２
８が形成されている。このような構成においても上記第
４実施例に記載したのと実質的に同じ作用、効果を得る
ことができる。
ラシャフトを示している。本実施例においては、上記第
４実施例における面取り加工に代えて、フープ巻層２１
ｂの外端面内周縁部位に、Ｒ加工が施され、Ｒ加工部２
８が形成されている。このような構成においても上記第
４実施例に記載したのと実質的に同じ作用、効果を得る
ことができる。
【００３３】図７は、本発明の第６実施例に係るプロペ
ラシャフトを示している。本実施例においては、前述の
第３実施例と同様、本体筒２１の端部２３の外端面内周
縁２４に対向する金属製継手２９の接合部３０の接合面
３０ａに、本体筒２１のフープ巻層２１ｂと非接触の環
状に延びる凹部３１が形成されている。
ラシャフトを示している。本実施例においては、前述の
第３実施例と同様、本体筒２１の端部２３の外端面内周
縁２４に対向する金属製継手２９の接合部３０の接合面
３０ａに、本体筒２１のフープ巻層２１ｂと非接触の環
状に延びる凹部３１が形成されている。
【００３４】また、ＦＲＰ製本体筒２１に圧入される金
属製継手２９には、その外径がヘリカル巻層２１ａの内
径よりも小さく、かつ、フープ巻層２１ｂの外端面２１
ｃと当接する立面３２が形成されている。
属製継手２９には、その外径がヘリカル巻層２１ａの内
径よりも小さく、かつ、フープ巻層２１ｂの外端面２１
ｃと当接する立面３２が形成されている。
【００３５】このように継手２９側に環状凹部３１を設
ける構成としても、第４、第５実施例におけるのと同
様、フープ巻層２１ｂと継手２９との効果的な接合状態
が現出されるとともに、上記非接触構成により本体筒２
１の外端面部位、ひいては接合部２３中における応力集
中が抑えられ、接合部２３の強度が向上される。
ける構成としても、第４、第５実施例におけるのと同
様、フープ巻層２１ｂと継手２９との効果的な接合状態
が現出されるとともに、上記非接触構成により本体筒２
１の外端面部位、ひいては接合部２３中における応力集
中が抑えられ、接合部２３の強度が向上される。
【００３６】さらに、本体筒の端部が、図８に示すよう
に複数のＦＲＰ層３３ａ〜３３ｅの積層構成からなる場
合、前述の面取り加工面やＲ加工面（図８においては面
取り加工面３４として表示）は、その本体筒３３の端面
３５における開始位置３４ａが、径方向にみて、ある一
つのＦＲＰ層３３ｄの層中にくることが好ましい。開始
位置３４ａが丁度層間にくると、層間剥離の起点となる
おそれが生じるが、このように層中に位置させることに
より、そのようなおそれも除去できる。
に複数のＦＲＰ層３３ａ〜３３ｅの積層構成からなる場
合、前述の面取り加工面やＲ加工面（図８においては面
取り加工面３４として表示）は、その本体筒３３の端面
３５における開始位置３４ａが、径方向にみて、ある一
つのＦＲＰ層３３ｄの層中にくることが好ましい。開始
位置３４ａが丁度層間にくると、層間剥離の起点となる
おそれが生じるが、このように層中に位置させることに
より、そのようなおそれも除去できる。
【００３７】以上の実施例では、本発明をＦＲＰ製プロ
ペラシャフトに適用した場合を説明したが、本発明は、
前述の如く、他のＦＲＰ筒体にも適用可能である。
ペラシャフトに適用した場合を説明したが、本発明は、
前述の如く、他のＦＲＰ筒体にも適用可能である。
【００３８】たとえば、第７実施例として、図９に本発
明をＦＲＰ製ロールに適用した場合を示す。図９におい
ては、ＦＲＰ製のロール環３６の両端部に軸部材３７が
圧入接合されている。ロール環３６の端部３８の内周縁
には、面取り加工が施され、面取り加工面３９が形成さ
れている。
明をＦＲＰ製ロールに適用した場合を示す。図９におい
ては、ＦＲＰ製のロール環３６の両端部に軸部材３７が
圧入接合されている。ロール環３６の端部３８の内周縁
には、面取り加工が施され、面取り加工面３９が形成さ
れている。
【００３９】なお、本実施例においては、ＦＲＰ製ロー
ル環端部内周縁に面取り加工を施したが、内周縁にＲ加
工を施してもよく、また、軸部材３７の接合面４０の、
上記内周縁に対向する部位に環状凹部を設けてもよい。
ル環端部内周縁に面取り加工を施したが、内周縁にＲ加
工を施してもよく、また、軸部材３７の接合面４０の、
上記内周縁に対向する部位に環状凹部を設けてもよい。
【００４０】このように、ＦＲＰ製ロールにおいて、Ｆ
ＲＰ製ロール環３６の端部内周縁と軸部材３７との接合
部位を局部的に非接触状態にする構成によっても、この
部位への応力集中を大幅に緩和することができ、ＦＲＰ
筒体における本発明の目的が達せられる。
ＲＰ製ロール環３６の端部内周縁と軸部材３７との接合
部位を局部的に非接触状態にする構成によっても、この
部位への応力集中を大幅に緩和することができ、ＦＲＰ
筒体における本発明の目的が達せられる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＲＰ筒
体によるときは、ＦＲＰ製本体筒の端部の内周縁への応
力集中が大幅に緩和されるので、応力集中に起因するＦ
ＲＰ製本体筒端部の強度低下や層間剥離等を効果的に防
止でき、プロペラシャフトやロール状物に用いて最適な
ＦＲＰ筒体を実現することができる。
体によるときは、ＦＲＰ製本体筒の端部の内周縁への応
力集中が大幅に緩和されるので、応力集中に起因するＦ
ＲＰ製本体筒端部の強度低下や層間剥離等を効果的に防
止でき、プロペラシャフトやロール状物に用いて最適な
ＦＲＰ筒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るプロペラシャフトの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】図１のＡ部の部分拡大縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るプロペラシャフトの
部分拡大縦断面図である。
部分拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施例に係るプロペラシャフトの
部分拡大縦断面図である。
部分拡大縦断面図である。
【図５】本発明の第４実施例に係るプロペラシャフトの
部分縦断面図である。
部分縦断面図である。
【図６】本発明の第５実施例に係るプロペラシャフトの
部分縦断面図である。
部分縦断面図である。
【図７】本発明の第６実施例に係るプロペラシャフトの
部分縦断面図である。
部分縦断面図である。
【図８】本発明の別の態様を示すＦＲＰ製本体筒の端部
部分断面図である。
部分断面図である。
【図９】本発明の第７実施例に係るロール状物の部分縦
断面図である。
断面図である。
【図１０】従来のＦＲＰ筒体の部分縦断面図である。
１、２１、３３ ＦＲＰ製本体筒 ２、１３、２２、２９ 他部材としての金属製継手 ３、２３、３８ 端部 ４、２１ｃ、３５ 外端部 ５、２４、３４、３９ 面取り加工面 ６、２６、３２ 立面 ７ 内周面 ８、１４、２７、３０ 継手の接合部 ８ａ、１４ａ、２７ａ、３０ａ 接合面 ９ セレーション １１、２８ Ｒ加工部 １２、３１ 環状凹部 ２１ａ ヘリカル巻層 ２１ｂ フープ巻層 ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ ＦＲＰ層 ３４ａ 面取り開始位置 ３７ 軸部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:08
Claims (6)
- 【請求項１】 ＦＲＰ製本体筒の端部内側に他部材を圧
入接合したＦＲＰ筒体において、前記本体筒の端部内周
縁に面取り又はＲ加工を施したことを特徴とするＦＲＰ
筒体。 - 【請求項２】 ＦＲＰ製本体筒の端部内側に他部材を圧
入接合したＦＲＰ筒体において、前記本体筒の端部内周
縁に対向する前記他部材の外周面に環状の凹部を形成し
たことを特徴とするＦＲＰ筒体。 - 【請求項３】 前記本体筒が、 ａ．前記本体筒の全長にわたって設けた、本体筒の軸方
向に対して強化繊維が±５〜±３０°の角度で配列され
たヘリカル巻層と、 ｂ．前記ヘリカル巻層の内側で、かつ、本体筒の端部に
設けた、強化繊維のフープ巻層と、を有している、請求
項１または２のＦＲＰ筒体。 - 【請求項４】 前記本体筒は、複数のＦＲＰ層の積層構
造を有し、前記面取り又はＲ加工の本体筒外端面におけ
る開始位置が、いずれか一つのＦＲＰ層の層内に位置し
ている、請求項１のＦＲＰ筒体。 - 【請求項５】 前記本体筒がプロペラシャフト用シャフ
トであり、前記他部材が継手である、請求項１ないし４
のいずれかに記載のＦＲＰ筒体。 - 【請求項６】 前記継手は、外径が前記ヘリカル巻層の
内径よりも小さく、かつ、前記フープ巻層の外端面と当
接する立面を有している、請求項５のＦＲＰ筒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26635894A JP3292351B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Ｆｒｐ筒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26635894A JP3292351B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Ｆｒｐ筒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105428A true JPH08105428A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3292351B2 JP3292351B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=17429838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26635894A Expired - Lifetime JP3292351B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Ｆｒｐ筒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3292351B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013503307A (ja) * | 2009-08-26 | 2013-01-31 | メシア−ダウティ リミテッド | 本体に結合された端部取付け具を備える製品 |
| US8721829B2 (en) | 2004-08-13 | 2014-05-13 | Lm Glasfiber A/S | Method of cutting off laminate layers, eg a glass fibre or carbon-fibre laminate layer in the blade of a wind turbine |
-
1994
- 1994-10-04 JP JP26635894A patent/JP3292351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8721829B2 (en) | 2004-08-13 | 2014-05-13 | Lm Glasfiber A/S | Method of cutting off laminate layers, eg a glass fibre or carbon-fibre laminate layer in the blade of a wind turbine |
| US9751277B2 (en) | 2004-08-13 | 2017-09-05 | Lm Glasfiber A/S | Method of cutting off laminate layers, eg a glass fibre or carbon-fibre laminate layer in the blade of a wind turbine |
| JP2013503307A (ja) * | 2009-08-26 | 2013-01-31 | メシア−ダウティ リミテッド | 本体に結合された端部取付け具を備える製品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3292351B2 (ja) | 2002-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6190263B1 (en) | Propeller shaft including compressive load transmitting section | |
| EP0683328B1 (en) | Propeller shaft | |
| US6682436B2 (en) | Shock absorbing tube | |
| JP3063583B2 (ja) | プロペラシャフト | |
| JPH08105428A (ja) | Ｆｒｐ筒体 | |
| JP3269287B2 (ja) | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 | |
| JP2003211985A (ja) | Ｆｒｐ製プロペラシャフト用継手 | |
| JP2001355626A (ja) | 複合材製駆動軸 | |
| JP2003237396A (ja) | Ｆｒｐ製プロペラシャフト | |
| JP3578284B2 (ja) | プロペラシャフト | |
| JPH07208445A (ja) | プロペラシャフト | |
| JP2001065538A (ja) | 動力伝達部材 | |
| JP2010083253A (ja) | プロペラシャフト | |
| JP3433850B2 (ja) | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 | |
| JP3218891B2 (ja) | プロペラシャフト | |
| JP3296116B2 (ja) | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 | |
| JP2006038128A (ja) | プロペラシャフト | |
| JP2000346044A (ja) | プロペラシャフト | |
| JPH0791431A (ja) | プロペラシャフト | |
| JP2010249145A (ja) | ドライブシャフト用中間軸 | |
| JPH08105429A (ja) | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 | |
| JP2000329130A (ja) | プロペラシャフト | |
| JP2729631B2 (ja) | 自転車フレーム用繊維強化熱硬化性樹脂パイプ | |
| JP2004293708A (ja) | 繊維強化プラスチック製プロペラシャフト及びその製造方法 | |
| JP2006103032A (ja) | Ｆｒｐ製円筒体と金属製継ぎ手との接合体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080329 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090329 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090329 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100329 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110329 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110329 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120329 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120329 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130329 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130329 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140329 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |